家用電燈突然熄滅，手機信號中斷，城市陷入黑暗與混亂之中……在現代化的今天，人們對電的依賴越來越強，如何才能保證安全、可靠、持續的電力供應？智能微網的出現為解決此難題提供了可能。美國斯坦福大學助理教授RamRajagopal是美國智能電網研究領域的青年領軍學者，近日應南方電網之邀來廣州講學。

Ram Rajagopal

    Ram表示，智能微網不僅能夠提供更高的電力可靠性，滿足不同用戶的多種需求，還能實現能源效益、經濟效益和環境效益的最大化，是未來電力的發展方向。在供電不足的情況下，確保電燈、電梯等最重要電器的用電。

    智能微網是指由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、相關負荷和監控、保護裝置匯集而成的小型發配電系統。它是一個能夠實現自我控制、保護和管理的自治系統，既可以與外部電網并網運行，也可以孤立運行。

試驗：一年節省電費12萬元

    在過去，電力供應多采用大型集中電網，電網內部出現問題，其他線路也受影響甚至可能導致電網系統癱瘓。2003年8月14日，美國東北部和加拿大東南部的聯合電網發生大面積停電，兩國共有6000萬人受到影響。

    Ram致力于研究多能互補技術，以綜合利用包括太陽能光伏發電、風力發電在內的多種能源，實現清潔能源的高效利用。Ram還引入互聯網和大數據等先進技術，通過抓取電表數據分析用戶用電行為，智能微網能做出明智的能源管理決策，實現區域能源的自動化、智能化。

    在我國，電力行業的發展緊跟時代前沿，從普通電網到微電網，從智能電網到智能微網，我國投入大量物力、財力與人力，積極推進技術進步和裝備更新，推動電力行業轉型升級與結構調整。早在2010年，廣東珠海東澳島太陽能電站就已建成并成功實現運行。它是我國首個兆瓦級分布式太陽能發電智能微電網系統。2015年5月，南方電網完成國家首個智能微網群（廣西貴港三里一中微網群）工程的自驗收，充分利用貴港市的風和光，進行清潔能源發電。一年可發電26萬千瓦時，節省電費12萬元，不但可以滿足全校1600名師生的用電需求，甚至還可以反哺大電網。

多學科知識涉足智能微網

    廣州日報：你在伯克利大學所學專業與智能微網無關，后來是如何進入智能微網這個研究領域？

    Ram：近10年來，我一直在為電力工作。雖然我的專業與電力關系不大，但我對智能電網很感興趣，因為它能為世界的每一個公民提供更多的清潔能源和更可靠的電力供應。有一天，我突然想到：電力系統產生的數據那么多，我們如何有效利用這些數據來創建更好的電網呢？這便是我進入智能微網研究領域的開端。

    廣州日報：智能微網涉及到大數據、傳感器、計算機科學等諸多領域的知識，這些知識你是如何獲得的？

    Ram：從小到大，我對不同學科都很感興趣。我在讀博士期間，還修讀了統計學碩士學位，掌握了一些計算機技術。而且，我身邊的人也會教給我許多知識。

做“聰明”的決策者

    廣州日報：智能微網的“智能”體現在哪些方面？

    Ram：智能電網可以抓取有用信息，以此來協調各種資源。智能需要數據，“智能電網”就是收集有用的數據信息，并對數據加以分析，以做出更明智的決策。

    廣州日報：智能電網如何保證用戶的用電需求得到滿足？

    Ram：關鍵問題在于如何充分運用數據，數據包括兩個方面：一是用電數量，二是用電時間。智能微網可以利用園區和家庭用電情況的相關數據建模，預測未來的用電情況，并根據預測結果配送電力，以更好地平衡供應和需求。比如，如果一個人習慣在每周二早上八點到九點打開洗衣機，智能微網收集到這一信息后，就會在那段時間自動開啟洗衣機的電源。

將有效節約家庭用電

    廣州日報：創建智能微網，廣州這類大型城市有何不足的地方和有利的條件？

    Ram：一個城市人口越密集，能源消耗就越多。所以相對于人口密度小、偏遠的地區，廣州創建智能微網所需的資金和技術投入會更多。不過，廣州的能源利用率高，在相等的投入下廣州所獲得的經濟效益會更大，電力供應的可靠性也會更高。在廣州，建筑密集，屋頂太陽能發電受到限制。但是，隨著儲能技術的發展，智能微網的應用場景會越來越廣泛。

    廣州日報：請介紹一下你的最新科研成果“家庭智能微調度系統”（homehub）

    Ram：我們的項目從居家設備出發，“家庭智能微調度系統”與各類設備相連接，它通過一種智能算法去測量和收集不同設備的用電情況。例如，如果家庭有能源儲備裝備、太陽能發電板、智能溫控器，微調系統會計算出，什么時候應該調節智能溫控器以達到用戶最喜歡的溫度，以及如何以最節約的方式用電。